KURZUS: Elektrotechnika

MODUL: Aszinkron gépek

38. lecke: Az aszinkron motorok indítása

Tanulási célok

A lecke áttanulmányozása után Ön képes lesz:

  • Saját szavaival megfogalmazni, hogy miért van szükség különböző megoldásokra az aszinkron motor indításához.
  • Saját szavaival elmagyarázni a kalickás aszinkron motorok indítási módjait.
  • Saját szavaival elmagyarázni a csúszógyűrűs aszinkron motorok indítási módjait.
  • Saját szavaival elmagyarázni a mélyhornyú és kétkalickás aszinkron motorok indítási módjait.
Tevékenységek
  • Olvassa el figyelmesen a háromfázisú aszinkron motorok indításával foglalkozó részt!
  • Tanulmányozza alaposan a kalickás aszinkron motorok indítását!
  • Tanulmányozza alaposan a csúszógyűrűs aszinkron motorok indítását!
  • Tanulmányozza alaposan a mélyhornyú és kétkalickás aszinkron motorok indítását!
Tananyag
Indítás

Az aszinkron motorok indításkor a névleges áramuk többszörösét veszik fel a hálózatból:

I i (3...9)× I n

A nagy indítási áram nagy feszültségesést okozhat a hálózatban, amelyet meg kell akadályozni. Erre több módszer is rendelkezésre áll, ezeket foglaljuk össze a következő szakaszokban.

Kalickás motorok
  • Közvetlen indítás:

Kisebb teljesítményű motor és "erős" hálózat esetén megengedett a közvetlen indítás. Ilyenkor a motort indításkor közvetlenül rákapcsolják a hálózatra.

A nagy indítási áram csökkentésére az alábbi módszerek használatosak:

  • kapocsfeszültség csökkentése (Ohm törvényét kihasználva: ha kisebb a feszültség, akkor kisebb az áram is, azonos impedanciát feltételezve)
    • ellenállással (veszteséges)
    • reaktanciával
    • transzformátorral
      Veszteségmentes
    • (/( indítás  leggyakoribb (indításkor a motor állórész tekercseit csillagba, majd a forgórész felpörgése után deltába kapcsolják) Ezzel a megoldással az eredeti indítási áramot a harmadára lehet csökkenteni. (Emlékezzünk vissza a háromfázisú rendszereknél a vonali és fázis mennyiségek kapcsolatára csillag és delta kapcsolás esetén.)

Figyelem: a csillagba kapcsolt motor nyomatéka is harmadára csökken!
U v = 3 U f 1 3 M i 3 I i 3

    • Elektronikus kapcsolás alkalmazása (ún. lágyindítók alkalmazása)
      Ez a legkorszerűbb megoldás, elektronikus eszközök alkalmazásával érjük el, hogy a motorra a hálózatinál kisebb feszültség jusson. Alkalmazásával előre programozható módon beállítható a motor indítási árama, az indítási idő hossza, az indító nyomaték értéke stb. Egyes típusok ún. lágy leállítást is lehetővé tesznek.
Csúszógyűrűs motorok

Csúszógyűrűs motorok esetén lehetőség van a forgórészbe külső elemeket, például ellenállásokat bekapcsolni.

  • forgórész körbe iktatott ellenállások
    Az ellenállások hatására megváltozik a motor nyomaték jelleggörbéje. Minél nagyobb a bekötött ellenállás értéke, annál "lágyabb" lesz a jelleggörbe szinkron pont közeli szakasza, miközben a maximális nyomaték értéke nem változik.
Mélyhornyú és kétkalickás motorok

A mélyhornyú és a kétkalickás motorokat kifejezetten a kedvező indítási tulajdonságok érdekében fejlesztették ki. A működés elve az áramkiszorulás jelenségét (skin effektus=bőr hatás) használja ki, mely szerint minél nagyobb a frekvencia, annál jobban kiszorul az áram a vezető kerületére. Indításkor a forgórészben az áram frekvenciája "nagy", az áram nem tölti ki egyenletesen a vezető keresztmetszetét, ezért az áram szempontjából a vezető ellenállása nagyobb lesz, mert

R=ρ l A

ugyanis a vezető "A" keresztmetszete lecsökken (mélyhornyú gép). Kétkalickás gép esetén a hornyokban lévő külső és belső kalickák fajlagos ellenállása nem azonos ( ρkülső > ρbelső). Ezekkel a megoldásokkal kedvező indítási tulajdonságok (Ii kisebb, Mi nagyobb) érhető el. Előnyük, hogy a motort gyárilag készre szerelték, így a felhasználónak semmi külön tennivalója nincs a kedvező indítási tulajdonságok biztosítása érdekében és lényegében veszteségmentes a megoldás.

Önellenőrző feladatok

Töltse ki az alábbi feladatlapot!

1. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
Az aszinkron motorok indításkor a névleges áramukat veszik fel a hálózatból.
Az aszinkron motorok indításkor a névleges áramuk többszörösét veszik fel a hálózatból.
Az aszinkron motorok indításkor a névleges áramuk töredékét veszik fel a hálózatból.
2. Helyes-e az alábbi állítás?
A kalickás motoroknál a forgórészkörbe iktatott ellenállásokkal csökkentik az indítási áramot.
3. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
Az előtét ellenállás alkalmazásával csökken az indítási áram és nő az indító nyomaték.
Az előtét ellenállás alkalmazásával csökken az indítási áram és csökken az indító nyomaték.
4. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
Az előtét-ellenállással történő indítás veszteséges.
A transzformátoros indítás veszteséges.
5. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
A csillag/delta kapcsolással csökken az indítási áram és csökken az indító nyomaték.
A csillag/delta kapcsolással nő az indítási áram és csökken az indító nyomaték.
6. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
A csillag/delta kapcsolással harmadára csökken az indító nyomaték.
A csillag/delta kapcsolással harmadával csökken az indító nyomaték.
7. Egészítse ki az alábbi mondatot!

A lágyindító alkalmazásával a motorra a hálózatinál feszültség jut.

8. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
Csúszógyűrűs motoroknál a forgórészkörbe kapcsolt ellenállások hatására megváltozik a motor maximális nyomatéka.
Csúszógyűrűs motoroknál a forgórészkörbe kapcsolt ellenállások hatására nem változik meg a motor a maximális nyomatéka.
9. Egészítse ki az alábbi mondatot!

A mélyhornyú és kétkalickás motorok működés elve az áramkiszorulás jelenségét, azaz a hatást használja ki.

10. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
Minél nagyobb a frekvencia, annál jobban kiszorul az áram a vezető kerületére.
Minél kisebb a frekvencia, annál jobban kiszorul az áram a vezető kerületére.
11. Egészítse ki az alábbi mondatot!

Indításkor a forgórészben az áram frekvenciája , a névleges munkaponti értékhez viszonyítva.